[发明专利]增强费-托催化剂性能的方法

说明书

本发明涉及一种处理催化剂以改进性能的方法，更具体而言，涉及一种使用高氢合成气处理费‑托催化剂以改进催化剂性能的方法。

本发明涉及一种处理催化剂以改进性能的方法，更具体而言，涉及一种使用氢气或高氢合成气处理费-托催化剂以改进催化剂性能的方法。

多年来，已知通过费-托法将合成气转化为烃。费-托法是在20世纪20年代早期由两位德国科学家Franz Fischer和Hans Tropsch在德国凯撒-威廉研究所发现的。费-托法将源自煤、甲烷或生物质的氢气和一氧化碳的混合物转化为液体燃料。随着替代能源日益增长的重要性，作为更具吸引力的直接且环境可接受的取得高质量运输燃料的途径之一，人们对费-托法产生了新的兴趣。

催化活性或选择性随时间的丧失仍然成问题并继续在工业催化过程中引发关注。催化剂更换和工艺停工的工业成本每年高达数十亿美元。因此，持续需要改进工业催化过程中使用的催化剂的性能。

本发明涉及一种处理费-托催化剂以改进性能的方法，更具体而言，涉及一种使用高氢水平处理、例如用高氢合成气处理费-托催化剂以改进催化剂性能的方法。更具体而言，本发明涉及一种在无需将其从费-托合成反应器取出的情况下处理费-托催化剂的方法。可根据本文公开的方法处理的示例性费-托催化剂包括但不限于钴基费-托催化剂，如CoZnO、CoTiO₂和CoMnTiO₂催化剂。

本发明提供了一种改进费-托催化剂的性能的方法，其包括以下步骤：

(a)使催化剂与氢气或合成气在约200℃至约450℃的范围内的温度下于约0 barg至约50 barg的范围内的压力和约500hr^-1至约5000hr^-1的范围内的GHSV下接触至少1小时、优选约1小时至约24小时的范围内的时间以提供还原的催化剂；

(b)使步骤(a)的还原的催化剂与以约1:1至约2.1:1的范围内的比率包含H₂:CO的合成气在费-托合成反应器中在约0 barg至约50 barg的范围内、优选约10 barg至约42barg的范围内的压力和超过1000hr^-1的GHSV下于约100℃至约280℃的范围内的温度下接触；

(c)在约160℃至约250℃的范围内的温度和约1000hr^-1至约8000hr^-1的范围内的GHSV下，在约30 barg至约42 barg的范围内的压力下将合成气的H₂:CO比率增至至少3:1、优选约3:1至约10:1的范围内的比率历时至少约1小时、优选约1小时至约24小时的范围内的时间；和

(d)在约1250hr^-1的范围内的GHSV下、在约30 barg至约42 barg的范围内的压力下和在约160℃至约280℃的范围内的温度下将合成气的H₂:CO比率减至约1:1至约2.1:1的范围内的比率。

在另一个实施方案中，提供了一种改进费-托催化剂的性能的方法，其包括以下步骤：

(a)使催化剂与氢气或合成气在约200℃至约450℃的范围内的温度下于约0 barg至约50 barg的范围内的压力和约500hr^-1至约5000hr^-1的范围内的GHSV下接触至少1小时、优选约1小时至约24小时的范围内的时间以提供还原的催化剂；

(b)使步骤(a)的还原的催化剂与以约1:1至约2.1:1的范围内的比率包含H₂:CO的合成气在费-托合成反应器中在约0 barg至约50 barg的范围内、优选约10 barg至约42barg的范围内的压力和超过1000hr^-1的GHSV下于约100℃至约280℃的范围内的温度下接触；